2半导体二极管.docx

一、复习引入复习PN结的单身导电性二、新授（一）二极管的结构在PN结的两端各引出一根电极引线，然后用外壳封 装起来就构成了半导体二极管，简称二极管，如图1 （a） 所示，其图形符号如图1 （b）所示由P区引出的电极称 正极（或阳极），由N区引出的电极称负极（或阴极），电 路符号中的箭头方向表示正向电流的流通方向二）二极管的类型二极管的种类很多，按制造材料分类，主要有硅二极 管和错二极管；按用途分类，主要有整流二极管、检波二 极管、稳压二极管、开关二极管等；按接触的面积大小分 类，可分为点接触型和面接触型两类其中点接触型二极 管是一根很细的金属触丝（如三价元素铝）和一块N型半 导体（如错）的外表接触，然后在正方向通过很大的瞬时 电流，使触丝和半导体牢固接在一起，三价金属与错结合 构成PN结，如图1 （c）所示由于点接触型二极管金属 触丝很细，形成的PN结很小，所以它不能承受大的电流 和高的反向电压由于极间电容很小，所以这类管子适用于高频电路面接触型或称面结型二极管的PN结是用合金法或扩散法做成的，其结构如图1 (d)所示由于这种二极管的PN结面积大，可承受较大的电流但极间电容较大，这类 器件适用于低频电路，主要用于整流电路。

如图1 (e)所示是硅工艺面型二极结构图，它是集成电路中常见的一种形式正极P引线7 一外壳(a)i-rO负极引线VDI0K o————o姻PN结(c)(b)负极引线(d)图1半导体二极管的结构和符号(三)二极管的主要参数.最大整流电流/fm/fm是指二极管长期运行时允许通过的最大正向直流电流/fm与PN结的材料、面积及散热条件有关大功率 二极管使用时，一般要加散热片在实际使用时，流过二 极管最大平均电流不能超过自，否那么二极管会因过热而损 坏1 .最高反向工作电压晶（反向峰值电压）4是指二极管在使用时允许外加的最大反向电压，其 值通常取二极管反向击穿电压的一半左右在实际使用 时，二极管所承受的最大反向电压值不应超过小,以免二 极管发生反向击穿2 .反向电流/r与最大反向电流/rm/r是指在室温下，二极管未击穿时的反向电流值/rm 是指二极管在常温下承受最高反向工作电压小时的反向 漏电流，一般很小，但其受温度影响很大当温度升高时， /rm显著增大3 .最高工作频率九二极管的工作频率假设超过一定值，就可能失去单向导 电性，这一频率称为最高工作频率它主要由PN结的结 电容的大小来决定点接触型二极管结电容较小，点可达 几百兆赫兹。

面接触型二极管结电容较大，%只能到达几 十兆赫兹必须注意的是，手册上给出的参数是在一定测试条件下测 得的数值如果条件发生变化，相应参数也会发生变化 因此，在选择使用二极管时应注意留有余量四)二极管的应用二极管阳极、阴极一般在二极管管壳上都注有识别标 记，有的印有二极管电路符号，对于玻璃或塑料封装外壳 的二极管，有色点或色环一端为阴极对于极性不明的二 极管，可用万用表电阻档通过测量二极管的正、反向电阻 来加以判断二极管在电子技术中有着广泛应用，如：整流电路、 限幅电路、钳位电路等1 . 整流电路整流电路是利用二极管的单向导电作用，将交流电变 成脉动直流电的电路具体电路将在后续章节中介绍2 .限幅电路限幅电路又称削波电路，是用来限制输入信号电压范 围的电路1)单向限幅电路单向限幅电路如图2 (a)所示输入电压和输出电压 波形如图2 (b)所示a)电路图 (b)波形图图2单向限幅电路当〃时，二极管导通，理想二极管导通时正向电压 为零，乂二“，输入电压正半周超出的局部降在电阻??上； 当时，二极管截止，〃所在支路断开，电路中电流为 零，保=0, u=ulO该电路使输入信号上半周电压幅度被限 制在〃值，称为上限幅电路。

〃为上限门电压用〃h表示 即儿二假设将图2中〃、VD极性均反向连接，可组成下 限幅电路，产生相应的下限门电压〃l,原理请读者自行分 析2)双向限幅电路通常将具有上、下门限的限幅电路称为双向限幅电 路，电路及其输入波形如图3所示图中电源电压〃、〃 用来控制它的上、下门限值假设考虑二极管的导通电压% 那么它的上、下门限值分别为：，L=一(〃+保)，U\通，+u当时，二极VD2导通，V»截止，相应的输出电压4二图E二〃L ;当a＞为时，二极管VD1导通,VD2截止,相应的输出电压〃max二〃H而当相应的输出电压〃max二〃H而当时,二极管 VD,VD2均截止，那么LH(a)电路图(a)电路图(b)波形图图3双向限幅电路3 .钳位电路钳位电路是使输出电位钳制在某一数值上保持不变 的电路钳位电路在数字电子技术中的应用最广如图4 所示是数字电路中最基本的与门电路，也是钳位电路的一 种形式设二极管为理想二极管，当输入“二〃二3V时，二极管VD八VDz正偏导通，输出电位被钳制在“和“上，即保二3V; 当30V, 〃=3V,那么V»导通，输出被钳制在小二〃二OV, V 口2反偏截止•M2VTRVD iA °——° F输出端 输入端 VD 2B°图4钳位电路（与门）4 .检波电路检波电路是把信号从已调波中检出来的电路。

检波电路在调幅收音机及电视机中都有应用，电路如图5所示VDu .cdz 说「必图5检波电路调幅广播为了能使音频（低频）信号远距离传送，那么将音 频叠加在高频载波信号之上发射出去，如图5所示的a的 波形接收端半导体收音机，经检波电路，首先由二极管 VD去掉负半周，得到〃波形，然后利用电容C滤掉高频载 波，检波音频信号乂，再经放大后送到喇叭就可还原为声 音了课后作业：1 ＞电路如下图，％ =10sinMV),试求〃i与4的波 形设二极管正向导通电压可忽略不计2、电路如下图，％=5sin次(V),二极管导通压降为并标出幅值并标出幅值习题2的图0. 7Vo试画出a与4的波形,;+VDu. R〃odA习题1的图3、电路如下图，其输入电压 为和的波形如图(b)所 示，设二极管导通电压降为0.7V试画出输出电压的波习题3的图习题3的图形，井标出幅值U 1(+5V)RVDi仆―(一VD2Wi2°-H―4、写出下列图所示和电路的输出电压值，设二极管导通后电压降为0. 7Vo02u+VD SZU=2VR2V+vd ZKu .2V 桢ZK vd*2VT_L 2V、乙VD=2Vt+R LU=b 2V 06习题4的图。